ASML內部“霍亂”，中國晶圓廠(chǎng)成為“首發(fā)受害者”

　　11月30日晚上，荷蘭費爾德霍芬的一個(gè)科技園區發(fā)生火災，ASML的一家供應商Prodrive遭受了重創(chuàng )，部分廠(chǎng)房與倉庫遭受波及。12月3日，ASML發(fā)表聲明稱(chēng)：“Prodrive供應ASML的部分電子元件和模組，ASML初步評估至2018年底的出貨計劃不變，但預期部分2019年初的出貨將受影響?！盇SML還表示需要幾周的時(shí)間詳細評估該事件對公司的影響。

　　ASML目前已開(kāi)始協(xié)助Prodrive重啟生產(chǎn)，同時(shí)ASML也已與其他供應商接洽，以確保相關(guān)組件和材料的替代來(lái)源供應無(wú)虞。

　　12月作為2018年最后一個(gè)月，2018的訂單備貨出貨基本肯定不會(huì )受影響，那么對于2019年，具體會(huì )影響哪些企業(yè)呢?

　　ASML加快極紫光外光刻研發(fā)步伐

　　早在2013年，ASML就披露說(shuō)，他們將按計劃在2015年提供450毫米晶圓制造設備的原型，Intel、三星電子、臺積電等預計將在2018年實(shí)現450毫米晶圓的商業(yè)性量產(chǎn)，與此同時(shí)，極紫外(EUV)光刻設備也進(jìn)展順利，將在今年交付兩套新的系統。并且ASML在一份聲明中稱(chēng)：“在客戶(hù)合作投資項目的支持下，我們已經(jīng)完成了用于極紫外、沉浸式光刻的450毫米架構的概念設計，將在2015年交貨原型，并兼容2018年的量產(chǎn)，當然如果整個(gè)產(chǎn)業(yè)來(lái)得及的話(huà)?！?/p>

　　歷史上每次擴大晶圓尺寸都會(huì )將可用面積增加30-40%，芯片成本也有相應的降低，300毫米過(guò)渡到450毫米同樣如此，所以為了使用更先進(jìn)的制造工藝和極紫外光刻技術(shù)，450毫米晶圓勢在必行，但隨著(zhù)尺寸的增大，晶圓制造的難度也是指數級增長(cháng)，因此450毫米晶圓提了很多年了，但至今仍然沒(méi)能投入實(shí)用。

　　ASML為推進(jìn)、加速研發(fā)450毫米晶圓和極紫外光刻技術(shù)，受到刺激的ASML還耗資25億美元收購了關(guān)鍵的光學(xué)技術(shù)提供商Cymer，加快極紫外光刻進(jìn)展。

　　為什么說(shuō)光刻機對晶圓廠(chǎng)至關(guān)重要

　　光刻設備是一種投影曝光系統。在半導體制作過(guò)程中，光刻設備會(huì )投射光束，穿過(guò)印著(zhù)圖案的掩模及光學(xué)鏡片，將線(xiàn)路圖曝光在帶有光刻膠的硅晶圓上;通過(guò)光刻膠與光的反應來(lái)形成溝槽，然后再進(jìn)行沉積、蝕刻、摻雜，架構出不同材質(zhì)的線(xiàn)路。

　　其中掩膜版上面會(huì )有很多的布線(xiàn)，形成溝槽以后在里面會(huì )布很多的二極管、三極管等，來(lái)形成不同的功能。單位面積上布的線(xiàn)越多，能夠實(shí)現的功能就越多，效能也越高，耗能越少。

　　當然，并不是每個(gè)晶圓廠(chǎng)都必須配置光刻機，當自身產(chǎn)能不是很大或者生產(chǎn)中耗能太高、產(chǎn)生環(huán)境污染的時(shí)候，這部分的需求可以轉移到晶圓代工廠(chǎng)去。美國現在的發(fā)展趨勢是，由于高耗能、有污染所以自己不生產(chǎn)，把先前很多工廠(chǎng)轉移到了臺灣。臺灣由于地域限制，工廠(chǎng)主要集中在新竹，污染、能耗都很大，所以也想把設備轉移到大陸廠(chǎng)商，如中芯國際、臺積電南京等。

　　一個(gè)12寸廠(chǎng)每月的產(chǎn)能大約是8-9萬(wàn)片，這已經(jīng)是很高的水平了，換算到光刻機的產(chǎn)能大約是每天3000片，實(shí)際中效率可能每小時(shí)110-120片。涂膠的速度是制約光刻機生產(chǎn)效率的核心因素，涂膠機目前主要被日本的DNS和TEL壟斷。

　　除了生產(chǎn)線(xiàn)以外，晶圓廠(chǎng)的研發(fā)部門(mén)也需要光刻機。

　　半導體國產(chǎn)化，工藝制程設備有待突破

　　隨著(zhù)AI芯片、5G芯片、汽車(chē)電子、物聯(lián)網(wǎng)等下游的興起，全球半導體行業(yè)重回景氣周期。行業(yè)預計全球將于2020年前投產(chǎn)62座半導體晶圓廠(chǎng)，其中26座設于中國大陸(其中10座是12寸廠(chǎng))，中國大陸預計于2019年成為全球設備支出最高地區，為國產(chǎn)半導體設備的崛起提供了發(fā)展機會(huì )。

　　從設備需求端測算，2018-2020年國產(chǎn)晶圓制造設備市場(chǎng)空間增速分別為54%，78%和97%，2018-2020年累計市場(chǎng)空間達250億元，CAGR 為87%。

　　從興建晶圓廠(chǎng)投資端測算，2018-2020年國產(chǎn)晶圓制造設備市場(chǎng)空間增速分別為157%， 94%和31%， 2018-2020年累計市場(chǎng)空間387億元，CAGR 為59%。平均每年超百億的市場(chǎng)空間在機械行業(yè)中難得一見(jiàn)。

　　2016年全球半導體專(zhuān)用設備前十名制造商(美國應用材料，荷蘭ASML等)的銷(xiāo)售規模達到了379億美元，市占率高達92%。而中國半導體設備前十名制造商的銷(xiāo)售額約7.3億美元，在收入規模上差距大，其根本原因還是來(lái)自技術(shù)上的差距。

　　目前我國半導體設備自制率不足15%，且集中于晶圓制造的后道封測，前道工藝制程環(huán)節的關(guān)鍵設備如光刻機、刻蝕機、薄膜沉積等仍有待突破，且晶圓制造等設備在采購中面臨國外企業(yè)的技術(shù)封鎖，全面國產(chǎn)化是必然選擇。

　　隨著(zhù)這兩年，中國晶圓廠(chǎng)進(jìn)入了投資擴產(chǎn)熱潮。中國大陸的半導體產(chǎn)業(yè)正在繼續以驚人的速度擴張。據統計，2019年在中國就有將近20個(gè)新開(kāi)工的晶圓制造廠(chǎng)建設項目。

　　在晶圓廠(chǎng)制造中，光刻決定了半導體線(xiàn)路的精度，以及芯片功耗與性能，相關(guān)設備需要集成材料、光學(xué)、機電等領(lǐng)域最尖端的技術(shù)，被譽(yù)為是半導體產(chǎn)業(yè)皇冠上的明珠。單臺設備價(jià)格在2000萬(wàn)美金以上，是中國半導體設備最需突破的環(huán)節之一。

　　結語(yǔ)

　　目前，除了ASML，其他廠(chǎng)商在EUV方面，尼康和佳能在一開(kāi)始有先發(fā)優(yōu)勢，但只能達到42nm，尼康在日本本土能達到28nm。而上海微電子，在技術(shù)上來(lái)說(shuō)只能做到8寸廠(chǎng)的工藝，并且在工藝的重復性以及光源上還相差甚遠，暫時(shí)無(wú)法達標。

　　8寸晶圓一般是65nm級別的技術(shù)，主要應用于較為低端的芯片裝置，比如物聯(lián)網(wǎng)、汽車(chē)電子、部分顯卡等。對顯卡消耗較大的區塊鏈也一定程度上拉動(dòng)了對8寸晶圓的需求。12寸晶圓一般用于高端的邏輯芯片(CPUGPU等)和存儲芯片(DRAMNAND等)，終端下游為個(gè)人電腦、智能手機等。

　　因此從整體上看，中國在8寸設備上取得了一些進(jìn)步，正在向12寸發(fā)展，但這條路還很長(cháng)。而在光刻環(huán)節國內還無(wú)法做到。就目前來(lái)說(shuō)，中國新建晶圓廠(chǎng)，到時(shí)候沒(méi)有光刻機供應的話(huà)，是有很大影響的。